1Introduction of Weichai Power Group燃气发动机基础知识介绍2气体机与柴油机区别• 燃料柴油机：柴油气体机： LPG 、CNG、LNG、沼气、煤层气等 • 燃烧方式柴油机：压燃式气体机：点燃式、柴油引燃（双燃料） •取消了柴油机的供油系统（单燃料） •增加了点火系统、燃气供给系统等 •排温高排气管包隔热材料增压器采用水冷中间壳 •压缩比LPG：9.6CNG: 113气体机与柴油机区别• 缸盖 特殊材料的进、排气门和座圈改铜套（火花塞安装孔） •活塞采用特殊材料，设计适合气体燃烧燃烧室、能够更好的组织混合气燃烧 • 燃气混合单点：增加混合气，在节气门前（woodward)/后(AEC)混合多点：进气歧管混合 • 点火可根据ECT、MAT/MAP对点火提前角进行修正 • 闭环控制氧传感器检测排气中的氧含量，对空燃比进行闭环控制4气体发动机分类及工作原理l气体发动机的分类 Ø按燃料分： LPG 、CNG、LNG、沼气、煤层气Ø按燃烧方式分：双燃料、两用燃料、单燃料 Ø按燃料混合方式分：预混合、进气歧管喷射、缸内直喷 l基本工作原理Ø双燃料：使用柴油启动发动机后，继续使用少量柴油引燃代用燃料 Ø两用燃料：可以单独使用汽油或LPG、CNG，但不能同时用Ø单燃料：与汽油机相似，燃料和空气混合后进入气缸，火花塞点燃 l气体发动机技术发展机械式气体预混合 电控气体预混合 电控气体喷射；并由初期的开环控制发展到闭环控制 5术语• LPG-Liquefied pertroleum gas • CNG-Compressed natural gas • LNG-Liquefied natural gas • 辛烷值:是燃料抗爆性的标志,指与汽油抗爆性相同的标准 燃料所含异辛烷的体积分数 • 低热值:指1立方米燃气完全燃烧后其烟气被冷却至原始温 度,但烟气中的水蒸气仍为蒸汽状态时所放出的热量 • 闪点:形成挥发性混合气体的最低燃烧温度6什么是稀燃?• 当量混合气: 理论上燃烧所有燃料所需的空气量（燃烧后无燃料和 氧气剩余）。
• 稀燃:过量空气系数大于17稀燃的优点• 燃料经济性 • 排放特性 • 热负荷 – 排温 – 传至发动机冷却液的热量降低8稀燃的注意事项• 需要高能长时间的点火• 因为高增压，需要小的火花间隙• 失火• 爆震• 高的空气湿度易导致失火9燃气性质燃料种类天然气(CH4)LPG柴油(C16H34为代表)汽油(C8H18为代表)常态下密度kgm-30.75~0.8(气态)580830720～750沸点℃-161.5-100170～35030～190理论空燃比(kg/kg)17.2：114.3：114.8：1低热值 MJ(kg)-149.8145.942.5043.90辛烷值(RON)130100~11023～3080～99十六烷值040～6027燃烧极限(体积) %5～151.5~9.51.58～8.21.3～7.6层流火焰传播速度V cms-231.5-35.0～47.0自燃温度(常压下)T ℃537450250390～420闪点 ℃-43-1876010车用压缩天然气的技术指标项 目技术指标高位发热量，MJ/m3≥31.4总硫（以硫计），mg/m3≤200硫化氢，mg/m3≤15二氧化碳yco2，％≤3.0氧气yo2，％≤0.5水露点，℃在汽车驾驶的特定地理区域内，在最高操作压力下，水露点不应 高于-13℃；当最低气温低于-8℃，水露点应比最低气温低5℃注：1、本标准中气体体积的标准参比条件是101.325 kPa，20℃；2、加入适量的加臭剂。
11车用天然气和液化石油气燃料的特点•天然气的体积低热值和质量低热值略高于汽油，但理论混合气热值比汽油低 甲烷含量愈高，相差越大，纯甲烷理论混合气热值比汽油低10%，液化石油气 热值介于天然气和汽油之间 •抗爆震性能高：天然气主要成分是甲烷，甲烷的辛烷值为130，具有较高的抗 爆震性能，液化石油气的辛烷值在100-110之间 •混合气发火界限宽：天然气和空气混合后的工作混合气具有很宽的发火界限， 其过量空气系数的变化范围为0.6-1.8通过采用稀薄燃烧技术，可以进一步提 高汽车的经济性和环抱效益 •天然气和液化石油气的燃点比汽油高，火焰传播速度慢，需要较高的点火能量 • 天然气和液化石油气是比汽油更清洁的燃料，由于其燃烧温度高，NOx生成少 ，与空气同为气相，混合均匀，燃烧较完全，CO和微粒的排放极低12燃气发动机技术特点•更多进气 = 更大功率 （意味着不能一味加大油门来提升马力） •进气压力增加= 进气流量增加= 扭矩增加 •发动机对进气调节控制能力决定发动机性能 •增压低则功率小 •如果增压低，系统中不能通过增加燃料来提升 动力 – 发生爆震问题 – 过多燃料导致排放急剧恶化 – 燃料经济性变差13燃气发动机技术特点•对于柴油机 燃料 = 功率•节气门为控制空气流动的装置14燃料控制要求（CNG发动机）• 精确燃料量确保所需的空燃比 • 稀燃氧传感器检测此控制 • 燃料控制过稀 = 失火 • 燃料控制过浓 = 爆震15爆震 (末端气体爆震)• 爆震是气缸中正常火焰燃烧产生的压力温度 上升，从而导致未燃燃料同空气的自燃现象 • 爆震是不正常的 • 长时间的爆震会导致发动机系统损坏 (活塞 环、火花塞、活塞、气门) • 爆震同柴油机燃烧相似 • 爆震在低速高负荷下对发动机损害最严重16爆震（续）• 下述情况可导致爆震： – 过多的积炭 (过高的机油灰分) – 机油消耗过大，发动机过浓燃烧 – 混合气过浓 – 中冷器污染 (过高进气温度) – 增压不能控制或过高 – 点火定时不准 – 燃料品质差 (低辛烷值)17爆震的影响• 辛烷值降低- 爆震趋势上升 • 当量比上升 – 爆震趋势上升18失火影响•优化的CNG发动机可以高于35% 当量比 稀燃 •过高的稀燃导致高的碳氢排放并降低发动 机功率 •排气中增加的HC含量，使稀燃氧传感器 错误的判断发动机过浓 •闭环控制更稀，发动机失火和驾驶性进一 步恶化19失火影响• 高湿度使得失火的余度降低 • 失火也可能是其他零部件失效所 致（如点火系统） –点火线圈 –火花塞 –高压线20排放Full power operation point21HC, CO 影响• 过浓 -> HC,CO 增加 • 气缸积碳 -> HC 增加 • 失火-> HC 增加 • 机油消耗 ->HC 增加22谢 谢！。